Parmi les six projets Flagships pr\u00e9s\u00e9lectionn\u00e9s par l\u2019Union europ\u00e9enne, \u00abGuardian Angels est peut-\u00eatre le plus futuriste\u00bb, s\u2019enthousiasme le \u00abFinancial Times\u00bb. Men\u00e9 conjointement par l\u2019Ecole polytechnique f\u00e9d\u00e9rale de Lausanne (EPFL) et son homologue zurichoise (EPFZ), ce programme fait appel \u00e0 un r\u00e9seau de 28 partenaires venant de treize pays europ\u00e9ens dans le but de d\u00e9velopper un compagnon \u00e9lectronique \u2013 un \u00abange gardien\u00bb \u2013 aux multiples applications.<\/p>\n
Dissimul\u00e9es dans un v\u00eatement ou un tatouage \u00e9lectronique, ces puces miniaturis\u00e9es poss\u00e9deront des senseurs qui permettront dans un premier temps \u2013 \u00e0 l\u2019horizon 2017 \u2013 de mesurer diff\u00e9rents param\u00e8tres biologiques d\u2019une personne, comme son rythme cardiaque, sa tension art\u00e9rielle ou sa glyc\u00e9mie.<\/p>\n
\u00abLes capteurs intelligents qui permettent de telles fonctions existent d\u00e9j\u00e0 en laboratoire, souligne Adrian Ionescu, codirecteur du projet et responsable du Laboratoire de composants micro et nano\u00e9lectroniques (NanoLab) de l\u2019EPFL. Nous devrions pouvoir produire une premi\u00e8re g\u00e9n\u00e9ration de ces anges gardiens d\u2019ici trois \u00e0 quatre ans. L\u2019objectif de ces dispositifs sera de r\u00e9duire les risques de sant\u00e9 et de contribuer ainsi \u00e0 la baisse des co\u00fbts m\u00e9dicaux. On peut \u00e9galement penser \u00e0 des applications dans le domaine du sport ou du fitness: les puces pourront, par exemple, indiquer \u00e0 l\u2019usager le bon moment pour arr\u00eater un effort ou manger quelque chose. L\u2019une des difficult\u00e9s est de r\u00e9ussir \u00e0 produire les puces \u00e0 un prix acceptable, au maximum quelques centaines d\u2019euros. Un peu comme dans la t\u00e9l\u00e9phonie mobile, nous pensons qu\u2019\u00e0 terme ces services seront propos\u00e9s sous forme d\u2019abonnement et que l\u2019utilisation des appareils permettra de financer la technologie.\u00bb<\/p>\n
Ce type de puces biom\u00e9dicales est d\u00e9j\u00e0 d\u00e9velopp\u00e9 par David Atienza, directeur du laboratoire \u00abEmbedded Systems\u00bb \u00e0 l\u2019EPFL et membre du projet Guardian Angels. \u00abNous avons mis au point des chips capables de mesurer l\u2019\u00e9lectrocardiogramme d\u2019un patient, de relever d\u2019\u00e9ventuelles arythmies et de transmettre par Wi-Fi toutes ces informations sur un iPhone. Pour le moment, elles marchent tr\u00e8s bien en laboratoire, mais bien des choses peuvent encore \u00eatre am\u00e9lior\u00e9es. Dans le cadre du programme Guardian Angels, l\u2019objectif est de r\u00e9duire la taille de ces puces \u00e0 1 cm2 et surtout de diminuer leur consommation. Pour cela, nous allons d\u00e9velopper des senseurs moins gourmands en \u00e9nergie gr\u00e2ce \u00e0 l\u2019utilisation de nanomat\u00e9riaux, \u00e0 l\u2019am\u00e9lioration du software ainsi qu\u2019au d\u00e9veloppement d\u2019une nouvelle architecture.\u00bb<\/p>\n
D\u00e9tecter la pollution<\/strong> Enfin, les puces du futur devraient \u00e0 terme d\u00e9tecter les \u00e9motions d\u2019une personne. Une fonction utile, par exemple, pour appr\u00e9hender les sentiments d\u2019un patient ayant perdu la facult\u00e9 de communiquer. \u00abMais pas seulement, poursuit Adrian Ionescu. Imaginez un trader. S\u2019il est nerveux ou d\u00e9prim\u00e9, il risque de r\u00e9aliser des transactions hasardeuses qui mettent des millions en jeu. Un ange gardien pourrait surveiller ses \u00e9motions en relevant ses mouvements oculaires, ses ondes c\u00e9r\u00e9brales ou encore la conductivit\u00e9 de sa peau. En cas de soup\u00e7on, le syst\u00e8me alert\u00e9 demanderait une confirmation avec des analyses plus pouss\u00e9es avant d\u2019avaliser les d\u00e9cisions du trader ou, au contraire, de les d\u00e9savouer. Dans un autre secteur, une m\u00e8re pourrait savoir si l\u2019\u00e9mission que regarde son enfant \u00e0 la t\u00e9l\u00e9vision engendre chez lui un stress particulier.\u00bb<\/p>\n Si ce type de fonctions demeure pour l\u2019instant de la science-fiction, les travaux de Jos\u00e9 del R. Mill\u00e1n, professeur \u00e0 l\u2019EPFL et membre du projet, s\u2019en approchent. Sp\u00e9cialiste des interactions ordinateurs-cerveaux, le chercheur met au point des chaises roulantes intelligentes capables d\u2019\u00eatre pilot\u00e9es uniquement par la pens\u00e9e gr\u00e2ce \u00e0 des bonnets munis d\u2019\u00e9lectrodes et qui devront pouvoir d\u00e9tecter la frustration de l\u2019usager lorsqu\u2019un ordre demand\u00e9 est mal interpr\u00e9t\u00e9.<\/p>\n Vers des puces z\u00e9ro watt<\/strong> \u00abLes Asiatiques ont le monopole dans la fabrication des m\u00e9moires et les Etats-Unis dominent le secteur des microprocesseurs. L\u2019Europe peut faire un pas de g\u00e9ant en devenant pionni\u00e8re dans le secteur de l\u2019\u00e9lectronique basse consommation\u00bb, estime Adrian Ionescu. Mais comment faire? Depuis juin 2010, le chercheur dirige le projet Steeper en collaboration avec plusieurs universit\u00e9s. Son but consiste \u00e0 r\u00e9duire d\u2019un facteur 10 la consommation \u00e9nerg\u00e9tique des appareils \u00e9lectroniques en marche et \u00e0 \u00e9liminer toute perte de courant lorsqu\u2019ils sont en mode passif ou en veille.<\/p>\n R\u00e9cup\u00e9rateur d\u2019\u00e9nergie<\/strong> Mais cela ne suffira pas pour rendre les anges gardiens totalement autonome. En plus de r\u00e9duire drastiquement la consommation des puces, il faudra \u00e9galement qu\u2019elles parviennent \u00e0 produire leur propre courant. \u00abIl existe d\u00e9j\u00e0 des syst\u00e8mes autonomes mais leurs fonctionnalit\u00e9s restent peu nombreuses, explique Adrian Ionescu. Pour obtenir un ange gardien, nous estimons qu\u2019il faudra \u00e0 la fois r\u00e9duire la consommation d\u2019un facteur 1000 et construire des r\u00e9cup\u00e9rateurs 100 fois plus performants (soit 10 mW\/cm2).\u00bb<\/p>\n Cette th\u00e9matique se trouve \u00e0 la base de l\u2019engagement de l\u2019EPFZ dans le projet. A Zurich, le professeur Christofer Hierold, codirecteur de Guardian Angels, a d\u00e9velopp\u00e9 des circuits capables de produire de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 \u00e0 partir de changements de temp\u00e9rature. Mais ce n\u2019est pas la seule piste suivie: \u00e0 l\u2019EPFL, Michael Graetzel a rejoint le projet afin d\u2019incorporer aux anges gardiens ses cellules solaires \u00e0 pigment photosensible. Au Centre suisse d\u2019\u00e9lectronique et de microtechnique (CSEM) \u00e0 Neuch\u00e2tel, Danick Briand travaille sur des r\u00e9cup\u00e9rateurs pi\u00e9zo\u00e9lectriques, des appareils qui transforment une contrainte m\u00e9canique \u2013 g\u00e9n\u00e9r\u00e9e, par exemple, par un mouvement \u2013 en \u00e9lectricit\u00e9.<\/p>\n \u00abNous avons d\u00e9velopp\u00e9 des r\u00e9cup\u00e9rateurs de trois \u00e0 quatre mm2 qui permettent de fournir de l\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique \u00e0 partir d\u2019une contrainte ayant une fr\u00e9quence de 10 \u00e0 100 Hz, rapporte Danick Briand. Le grand d\u00e9fi consistera \u00e0 travailler dans des fr\u00e9quences plus basses (quelques Hertz), tout en diminuant la taille du r\u00e9cup\u00e9rateur. Cela va nous obliger \u00e0 consid\u00e9rer d\u2019autres mat\u00e9riaux et \u00e0 remplacer, par exemple, le silicium par des nanotubes de carbone. Il nous faudra \u00e9galement am\u00e9liorer le rendement.\u00bb<\/p>\n Horizon 2022<\/strong> Anges gardiens ou Big Brother?<\/strong> ——- Men\u00e9 par les deux \u00e9coles polytechniques f\u00e9d\u00e9rales, le projet \u00abGuardian Angels\u00bb d\u00e9veloppe des senseurs miniaturis\u00e9s et \u00e9conomes en \u00e9nergie, qui surveilleront autant notre corps que notre environnement. Pr\u00e9sentation.<\/p>\n","protected":false},"author":19489,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[7],"tags":[],"class_list":["post-3588","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-technophile","technophile"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3588","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/19489"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=3588"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3588\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=3588"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=3588"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/largeur.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=3588"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\nDans un deuxi\u00e8me temps, les anges gardiens se doteront de nouvelles fonctions, notamment gr\u00e2ce \u00e0 des capteurs environnementaux capables de d\u00e9tecter les poussi\u00e8res, les pollens, ou la concentration d\u2019ozone dans l\u2019atmosph\u00e8re. En communiquant ensemble, ces puces install\u00e9es sur des personnes ou sur des b\u00e2timents pourront reconna\u00eetre des dangers tels que les pics de pollution et donner l\u2019alarme en cas de n\u00e9cessit\u00e9. \u00abCes fonctions n\u00e9cessitent des nano\u00adcapteurs qui n\u2019existent pas encore, temp\u00e8re Adrian Ionescu. Lorsqu\u2019ils seront au point, ils permettront de conna\u00eetre en permanence l\u2019environnement d\u2019une r\u00e9gion et de pr\u00e9voir des \u00e9v\u00e8nements catastrophiques comme l\u2019arriv\u00e9e d\u2019une temp\u00eate, voire d\u2019un tsunami.\u00bb<\/p>\n
\nR\u00e9aliser ces tr\u00e8s nombreuses fonctions sur des puces miniaturis\u00e9es est d\u00e9j\u00e0 une gageure en soi. \u00abMais le plus formidable d\u00e9fi n\u2019est pas celui des fonctions, c\u2019est celui de la consommation d\u2019\u00e9nergie, poursuit Adrian Ionescu. Nous voulons des puces totalement autonomes au niveau \u00e9nerg\u00e9tique. Ainsi, les utilisateurs n\u2019auront pas \u00e0 se soucier de les recharger, sans parler du b\u00e9n\u00e9fice environnemental.\u00bb En 2009, les appareils \u00e9lectroniques engloutissaient d\u00e9j\u00e0 15% de la consommation \u00e9lectrique mondiale des m\u00e9nages. Une part qui devrait doubler d\u2019ici \u00e0 2020 et tripler d\u2019ici \u00e0 2030, selon l\u2019Agence internationale de l\u2019\u00e9nergie (AIE). Elle pr\u00e9voit que l\u2019\u00e9lectronique mondiale d\u00e9vorera 1\u2019700 t\u00e9rawattheures (TWh) par an en 2030 \u2013 soit la consommation actuelle de l\u2019Union europ\u00e9enne. \u00abLe probl\u00e8me provient du fait que la miniaturisation des transistors ne s\u2019est pas accompagn\u00e9e d\u2019une diminution suffisante du voltage. Cette tension accrue engendre de nombreuses fuites de courant, y compris lorsque les circuits sont \u00e9teints.\u00bb<\/p>\n
\nPour y parvenir, les chercheurs veulent d\u00e9velopper des transistors \u00e0 effet de champ non seulement en silicium (la technologie actuelle), mais \u00e9galement \u00e0 base de nouveaux mat\u00e9riaux tels que le silicium-germa\u00adnium (SiGe) et les nanofils semi\u00adconducteurs. \u00abNous esp\u00e9rons ainsi r\u00e9duire de fa\u00e7on significative la consommation \u00e9nerg\u00e9tique des modules de base des circuits int\u00e9gr\u00e9s, de fa\u00e7on \u00e0 limiter la dissipation de courant autant pour des petits appareils \u00e9lectroniques grand public que pour les grands supercalculateurs\u00bb, explique Adrian Ionescu.<\/p>\n
\nSi le projet Guardian Angels est retenu par la Commission europ\u00e9enne \u00e0 l\u2019\u00e9t\u00e9 2012, des anges gardiens totalement autonomes devraient voir le jour une dizaine d\u2019ann\u00e9es plus tard. Il s\u2019agira alors de d\u00e9monstrateurs qui ne demanderont qu\u2019\u00e0 sortir du laboratoire. Le projet devrait entre-temps produire de nombreuses innovations annexes, qui permettront de r\u00e9duire la consommation de nombreux composants \u00e9lectroniques.<\/p>\n
\nLes futurs anges gardiens devraient \u00e0 terme pouvoir d\u00e9crypter les \u00e9motions dans un but de pr\u00e9vention \u2013 comme par exemple une voiture refusant d\u2019ob\u00e9ir \u00e0 un conducteur \u00e9m\u00e9ch\u00e9 ou un ordinateur stoppant les ordres d\u2019un trader d\u00e9stabilis\u00e9. Reste que tout le monde n\u2019aura pas forc\u00e9ment envie d\u2019\u00eatre en permanence scrut\u00e9, analys\u00e9 et dirig\u00e9 par ces petits espions \u00e9lectroniques. Un salari\u00e9, par exemple, n\u2019aura gu\u00e8re envie que sa direction connaisse en permanence son \u00e9tat de stress ou son degr\u00e9 d\u2019alcool\u00e9mie\u2026<\/p>\n
\nUne version de cet article est parue dans le magazine Reflex.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"